Чему равна характеристика универсальной делительной головки. Как пользоваться делительной головкой. Фрезерование гипоидной цилиндрической зубчатой передачи

При обработке зубьев, шлицев, пазов, нарезании винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто применяют делительные головки. Делительные головки, как приспособления, используют на консольных универсально-фрезерных и широкоуниверсальных станках. Различают простые и универсальные делительные головки.

Простые делительные головки применяют для непосредственного деления окружности вращения обрабатываемой заготовки. Делительный диск у таких головок закреплен на шпинделе головки и имеет деления в виде шлицев или отверстий (в количестве 12, 24 и 30) для защелки фиксатора. Диски с 12-ю отверстиями позволяют делить один оборот заготовки на 2, 3, 4, 6, 12 частей, с 24 отверстиями - на 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 части, а с 30 отверстиями - на 2, 3, 5, 6, 15, 30 частей. Специально изготовленные делительные диски головки могут быть использованы и для других чисел деления, в том числе и для деления на неравные части.

Универсальные делительные головки применяют для установки обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы, сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании винтовых канавок.

В отечественной промышленности на консольных универсально-фрезерных станках применяют универсальные делительные головки типа УДГ (рис. 1, а). На рис 1, 6 показаны вспомогательные принадлежности к делительным головкам типа УДГ.

На широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках используют делительные головки конструктивно отличающиеся от делительных головок типа УДГ (они снабжены хоботом для установки заднего центра и, кроме того, имеют некоторое отличие в кинематической схеме). Настройка головок обоих типов производится идентично.

В качестве примера на рис. 1, а показана схема обработки фрезерованием заготовки с использованием универсальной делительной головки. Заготовку / устанавливают на справке в центрах шпинделя 6 головки 2. и задней бабки 8. Модульная дисковая фреза 7 от шпинделя фрезерного станка получает вращение, а стол станка - рабочую продольную подачу. После каждого периодического поворота заготовки зубчатого колеса обрабатывается впадина между соседними зубьями. После обработки впадины стол ускоренно перемещается в исходное положение.

Рис. 1. Универсальная делительная головка УДГ: а - схема установки заготовки в делительной головке (1- заготовки; 2 - головка; 3 - рукоятка; 4 - диск; 5 - отверстие; 6 - шпиндель; 7 - фреза; 8 - бабка); б - вспомогательные принадлежности к делительной головке (1- шпиндельный валик; 2- передний центр с поводком; 3 - домкратик; 4 - хомутик; 5 - жесткая центровая оправка: 6- консольная оправка; 7- поворотная плита). Цикл движений повторяется до полной обработки всех зубьев колеса. Чтобы установить и зафиксировать заготовку в рабочую позицию с помощью делительной головки, вращают ее шпиндель 6 рукояткой 3 по делительному диску 4 с лимбом. При попадании оси рукоятки 3 в соответствующее отверстие делительного диска, пружинное устройство головки фиксирует рукоятку 3. На диске с двух сторон концентрично расположены по 11-ть окружностей с числами отверстий 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43, 44, ^7, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66. Кинематические схемы универсальных делительных головок показаны на рис, 2. В универсальных лимбовых делительных головках вращение рукоятки 1 (рис. 2, а-в) относительно лимба 2 передается через зубчатые колеса Zs, Z6 и червячную передачу Z7, Zs шпинделю. Головки настраивают на непосредственное, простое и дифференциальное деление.

Рис. 2. Кинематические схемы универсальных делительных головок: а, б, в - лимбовые; г - безлимбовые; 1 - рукоятка; 2 - лимб делительный; 3 - диск неподвижный. Метод непосредственного деления применяют при делении окружности на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей. При непосредственном делении отсчет угла поворота осуществляют по градуированному на 360" диску с ценой деления V. Нониус позволяет выполнять этот отсчет с точностью до 5", Угол а, град, поворота шпинделя при делении на z частей определяют по формуле
а=3600/z
где z - заданное число делений.

При каждом повороте шпинделя головки к отсчету, соответствующему положению шпинделя до поворота, сдедует прибавить величину, равную значению угла а, найденному по формуле (5.1). Универсальная делительная головка (ее схема показана на рис- 2, а) обеспечивает простое деление на z равных частей, которое выполняют вращением рукоятки относительно неподвижного диска согласно следующей кинематической цепи:
1/z=пp(z5/z6)(z7/z8)
Где (z5/z6)(z7/z8) = 1/N; пp- число оборотов рукоятки; N- характеристика головки (обычно N=40).

Тогда
1/z=пp(1/N)
Откуда пp=N/z=A/B
Здесь А - число отверстий на которое нужно повернуть рукоятку, а В - число отверстий на одной из окружностей делительного диска. Сектор 5 (см. рис. 5.12, а) раздвигают на угол, ссответствующий числу А отверстий, и скрепляют линейки. Если левая линейка раздвижного сектора 5 упирается в фиксатор рукоятки, то правая совмещается с отверстием, в которое нужно при очередном повороте ввести фиксатор, после чего правую линейку упирают в фиксатор. Например, если нужно настроить делительную головку для фрезерования зубьев цилиндрического колеса с Z= 100, при характеристике головки N=40, то получаем
пр - N/z = A/В = 40/100 = 4/10 = 2/5 = 12/30, т. е. А = 12 и B= 30.

Следовательно, используют окружность делительного диска с числом отверстий В=30, а раздвижной сектор настраивают на число отверстий А = 12. В случаях, когда нельзя подобрать делительный диск с нужным числом отверстий применяют дифференциальное деление. Если для числа z на диске нет нужного числа отверстий, принимают число zф (фактическое), близкое к s, для которого имеется соответствующее число отверстий, Несоответствие (l/z- l/zф) компенсируют дополнительным поворотом шпиндели головки на эту равность, которая может быть положительной (дополнительный поворот шпинделя направлен в ту же сторону, что и основной) или отрицательный (дополнительный поворот противоположен). Такую коррекцию осуществляют дополнительным поворотом делительного диска относительно рукоятки, т. е. если при простом делении рукоятку поворачивают относительно неподвижного диска, то при дифференциальном делении рукоятку вращают относительно медленно вращающегося диска в ту же (или в противоположную) сторону. От шпинделя головки вращение диску передается через сменные колеса a-b, c-d (см. рис. 2, б) коническую пару Z9 и Z10 и зубчатые колеса Z3 и Z4.
Величина дополнительного поворота рукоятки равна:
прл = N(1/z-1/zф)=1/z(a/b(c/d)(z9/z10)(z3/z4)
Принимаем (z9/z10)(z3/z6) = С (обычно С= I).
Тогда (a/b)(c/d)=N/C((zф-z)/zф))

Допустим требуется настроить делительную головку для фрезерования зубьев цилиндрического колеса с г = 99, Известно, что N-40 и С=1. Число оборотов рукоятки для простого деления Пф-40/99, Учитывая, что делительный диск не имеет окружности с числом отверстий 99, принимаем t= 100 и число оборотов рукоятки пф-40/100 = 2/5 = 12/30, т. е. берем диск с числом отверстий на окружности B = 30 и поворачиваем при делении рукоятку на 12 отверстий (А= 12). Передаточное отношение сменных колес определяем по уравнению
и = (a/b)(c/d) = N/C= (zф-z)/z) = (40/1)((100 - 99)/100) = 40/30 = (60/30) х (25/125).
Делительные безлимбовые головки (см. рис. 2) не имеют делительных дисков. Рукоятку поворачивают на один оборот и фиксируют на неподвижном диске 3. При простом делении на равные части кинематическая цепь имеет вид:
Учитывая, что z3/z4=N,
Получаем (а2/b2)(c2/d2)=N/z

Делительная головка универсального типа (УДГ) служит для обработки металлических заготовок на фрезерном станке. Данный элемент позволяет провести несколько видов операций по отделке изделий с учетом особенностей их конфигурации, применяется для производства сложных деталей. Как правило, оборудование комплектуется этим устройством в штатном исполнении. В противном случае потребуется правильно подобрать модель согласно характеристикам имеющегося токарного приспособления.

Предназначение

Делительная головка позволяет преобразить заготовку в нужную конфигурацию посредством смещения детали относительно оси станочного оборудования.

УДГ фиксируется на станине агрегата путем различных видов креплений, в зависимости от типа насадки. Рабочее положение корректируется при помощи подвижных рукояток и диска, который оснащен отверстиями для крепления делительного узла.

Возможности рассматриваемого инструмента:

• Фрезеровка поверхностных канавок. Этот процесс не требует идеальной точности, с учетом правильного контроля глубины и ширины обрабатываемой заготовки.
• Возможность создания граней на деталях. Данная операция целесообразна при изготовлении гаек с нестандартными параметрами, а также рабочих инструментов и хвостовиков заготовок. Такие манипуляции требуют высокой точности.
• Проведение фрезеровочных работ по обработке пазов и шлицев. В этом случае может потребоваться значительная подвижка обрабатываемой детали.

Особенности

Универсальная делительная головка служит для увеличения скорости работ. При этом она не должна подвергаться постоянной переустановке. Изменение позиции по отношении к фрезе выполняется путем постановки устройства в нужное положение. Особо внимательно к этому процессу необходимо относиться при формировании канавок винтового типа. Их изготовление возможно исключительно с применением высокоточной модификации узла.

Перед покупкой делительной головки следует обязательно проверить ее совместимость с имеющимся станком. Любые самодельные вмешательства в конструкцию и непрофессиональные переделки могут негативно отразиться на итоговом качестве продукции.

Специфические свойства

С учетом специфики рассматриваемого инструмента, следует выбирать делительную головку для конкретного фрезерного станка. Элементы подразделяются на несколько типов и видов, отличающихся способом монтажа, размерами, принципом действия и техническими параметрами.

Особое внимание уделяется точности реализации проводимых работ. Кроме того, учитывают сложность и точность настройки показателей оборудования для эксплуатации. Такой подход позволяет выбрать модификацию с высокой точностью и допустимыми погрешностями. Имея определенные навыки и подходящий инструментарий, УДГ можно сделать самостоятельно.

Классификация

Делительные головки для фрезерных станков имеют следующую классификацию:

• Простая модель. Она отличается легким весом и простотой в управлении. Главной частью является шпиндель, который фиксирует заготовку и соединяется с дисковым лимбом. Этот элемент имеет несколько отверстий, позволяющих смещать заготовки относительно фрезерной оси.
• Совмещенные варианты. Устройства регулируются при помощи рукоятки. С большим числом нажатий, увеличивается удаление центровой оси обрабатываемой детали от резака.
• Универсальные образцы представляют собой комплексное оборудование, требующее настройки посредством участия дискового элемента и рукоятки. Процесс осуществляется при участии дифференциальных зубчатых шестерен.

Маркировка

Расшифровка маркировки делительной головки позволит определить модель и возможности ее использования. На примере модификации УДГ-40-Д250 рассмотрим обозначения:

• УДГ - универсальная делительная головка.
• 40 - передаточное число, указывающее на число оборотов рукоятки шпинделя при развороте на 360 градусов.
• Д250 - предельно допустимые габариты обрабатываемой заготовки.

Настройка делительных головок

Возможные переходы инструмента зависят от вида устройства и его технических параметров. Точность обработки определяется по делениям имеющейся шкалы, показатели которой соответствуют 7-му (ГОСТ-1.758) или 9-му (ГОСТ-1.643) уровню калибровки.

Главный процесс настройки заключается в определении габаритов сектора делительной окружности. Кроме того, учитывается диаметр окружности и число отсеков, на которые она делится.

Процесс настройки элемента состоит из следующих этапов:

• Трансформируют 360 градусов полного диаметра в требуемое число делений по секторам.
• Определяют синус получившегося расчетного угла.
• Диск приспособления выставляют по этому показателю.
• Фиксируют корпус блока при помощи рукоятки либо зажимного механизма, после чего монтируют рабочую часть инструмента.

Формулу расчета необходимого угла можно найти в руководстве по эксплуатации УДГ. Обрабатываемую заготовку закрепляют на оправке станка, выполняют продольное смещение стола, производят отделку. На шаг подачи влияет тип обработки. Чтобы повысить производительность, после завершения очередного рабочего цикла, используют ускоренный возврат стола в исходную позицию. Фиксация элементов в измерительных отверстиях диска осуществляется посредством пружин.

Делительная головка своими руками

К минусам рассматриваемого инструмента можно отнести высокую стоимость. В связи с этим делительную головку для проведения простых операций можно сделать самостоятельно. Потребуется набор следующих компонентов:

• Редуктор червячного типа, который можно подобрать из оснащения старых станков или выточить своими руками.
• с лимбом (подходящий размер - 65 мм в диаметре).
• Ограничительный винт.

Перед производственным процессом следует выполнить настройку делительной части. В этом поможет любая стандартная деталь либо выточенная фигура определенного формата. После сравнительного теста с аналогом, проводится дополнительная калибровка инструментария. Стоимость делительной головки своими руками будет на порядок ниже заводского аналога, цена которого стартует от 40-50 тысяч рублей.

Простейшая делительная головка изображена на фиг. 39. В сборном корпусе, состоящем из угольника 3 и плиты 2, смонтирован шпиндель, в осевом направлении гайкой 5. В угольнике 3 имеется двенадцать равно- расположенных отверстий, армированных стальными закаленными втулкам.

При делении оттягивают рукоятку 6, связанную с плунжером 8 штифтом 7, и производят необходимый поворот. Пружина 9 досылает плунжер фиксатора в очередную делительную втулку. В этом положении шпиндель закрепляют тангенциальным зажимом с помощью рукоятки 10.

Для периодического поворота при обработке мелких заготовок может быть использована поворотная делительная головка , показанная на фиг. 40.

Поворотная часть 2 центрируется в корпусе 1 с помощью конусной втулки 3, надетой на ее хвостовик: фиксация стола в требуемом положении осуществляется защелкой 5, зуб которой входит во впадину делительного диска 6 под действием пружины 7. Закрепление поворотной части производится расклиниванием рычага 8 при повороте рукоятки 9. Эта же рукоятка служит и для вывода зуба защелки 5 из впадины делительного диска 6. Для установки сменных наладок в верхней накладной части 4 имеется конусное отверстие (конус Морзе № 3).

На фиг. 41 показана делительная головка с диафрагменным приводом, сблокированным механизмом поворота и фиксации и сменными цангами. Головка применяется для деления при фрезеровании пазов, граней у цилиндрических деталей.

Сжатый воздух из сети через штуцер 17 подается в пневмокамеру, образованную в корпусе, и действует на диафрагму 2. Развиваемая в результате этого сила передается через грибок 3 и упорный шарикоподшипник 4 на три штыря 5, которые поднимают стакан 6, помещенный в направляющей стальной гильзе 9.

Поднимаясь, стакан конусным отверстием сжимает конус цанги 7; обрабатываемая деталь при этом закрепляется.

При отключении подачи воздуха пальцы 11 под действием пружин 10 возвращают стакан 6 и остальные детали с диафрагмой в исходное положение.

Для перехода на следующую позицию цангу вместе с обрабатываемой деталью поворачивают рукояткой 14. При движении рукоятки по часовой стрелке эксцентриковый диск 13 выталкивает фиксатор 18 из паза делительного диска 16, а собачка 15 под действием пружины 19 попадает в очередной его паз.

При обратном движении рукоятки собачка поворачивает делительный диск с диском 12 и укрепленной на нем цангой с обрабатываемой деталью до тех пор, пока фиксатор 18 не попадет в следующее гнездо делительного диска и тем самым не зафиксирует поворот детали на 60°.

Колпачок 8 предохраняет прорези цанги от попадания стружки. Цанга, показанная на фигуре, допускает установку деталей диаметром не более 40 мм и длиной зажимной части до 24 мм.

Пневмопривод развивает усилие зажима до 1500 кгс. Аналогичная головка применяется с горизонтальной осью.

На фиг. 42 показана нормализованная пневматическая головка. Ее отличие от предыдущей заключается в основном в том, что вместо диафрагмы используется пневмоцилиндр с воздухоприемной муфтой, а корпус 1 головки позволяет устанавливать ее как вертикально, так и горизонтально. Сменные цанги рассчитаны на зажим деталей диаметром до 35 мм.

В табл. 3 приведены размеры пневматических головок с цанговым зажимом.

Для позиционной обработки длинных деталей применяются делительные головки с задними бабками (фиг. 43, 44 и 45).

Точное фрезерование шпоночных канавок с поворотом детали на 180° может быть выполнено с помощью делительной головки , показанной на фиг. 43. Приспособление состоит из опорной стойки 5 с расположенным в двух закаленных втулках 6 полым шпинделем 4, в который вставляются сменные цанги 2, зажимаемые грибковой гайкой 3.

Шейка шпинделя имеет два гнезда, куда входит фиксатор И под действием пружины 10. Вывод фиксатора из гнезда осуществляется эксцентриковым валиком 9 с рукояткой S, закрепленной на валике штифтом 7. Конец детали поддерживается задней бабкой 1.

На фиг. 44 показана еще одна делительная головка для позиционной обработки длинных деталей.

В тело ползуна врезана зубчатая рейка 16> закрепленная винтами 15; рейка находится в зацеплении с шестерней на валике 17.

Шестерня 14 на валике и рейка выполнены с косым зубом (угол наклона 45°, спираль правая, модуль 2 мм).

Один конец валика вращается в бронзовой втулке 9, а второй поддерживается втулкой 19, запрессованной в стакан 18; последний закреплен на корпусе бабки шестью болтами.

На квадратном хвостовике валика установлен сварной штурвал 20, предохраняемый от спадания винтом 21 с шайбой; вращением штурвала производится подвод и отвод ползуна.

Закрепление ползуна в поджатом состоянии достигается тем, что в момент упора центра в изделие зубцы шестерни, как бы ввинчиваясь в зубцы рейки, плотно затягивают конус валика в конусном отверстии корпуса, надежно запирая весь механизм бабки.

Упоры 12 и 13 служат для ограничения хода ползуна, а щиток 6, удерживающий при помощи винтов 7 войлочную прокладку 8, служит для предохранения направляющих от засорения.

Зазор между ползуном и направляющим пазом регулируется планкой 11, поджимаемой четырьмя винтами 10.

На горизонтально-фрезерном станке с полуавтоматическим циклом движения стола можно применять автоматическое делительное приспособление (фиг. 46), с помощью которого обрабатываются пазы в небольших деталях. Поворот заготовки происходит при обратном ходе стола 1 в момент, когда рычаг 3 храпового механизма 6 поворачивается на своей оси под действием упора 2, закрепленного на неподвижном основании стола. Заготовка устанавливается на оправке 4, на которой расположены делительный диск 5 с пружинным рычагом-фиксатором 7 и храповой механизм 6, осуществляющий ее поворот. Точность деления ±10′.

Для повышения производительности применяются многошпиндельные головки , с помощью которых одновременно обрабатывают несколько деталей набором фрез.

Лабораторная работа № 3

Изучение и наладка универсальной делительной головки

Цель работы

Целью работы является изучение конструкции, кинематики и технологических возможностей универсальной делительной головки, приобретение практических навыков ее кинематического расчет и наладки, экспериментальное определение точности при различных методах деления.

Изучить конструкцию и кинематику универсальной делительной головки.

Выполнить кинематические расчеты по настройке делительной головки.

Настроить головку для получения заданного количества равномерно расположенных канавок.

Общие положения

Делительные головки предназначены для различных фрезерных, расточных, сверлильных, разметочных и других работ, связанных с поворотом обрабатываемых деталей на заданную величину.

Различают делительные головки универсальные (лимбовые или безлимбовые), оптические и головки для непосредственного деления. Оптические делительные головки применяют, главным образом, для разметки и контрольно-измерительных операций. Остальные типы используют как универсальные приспособления к металлорежущим станкам. При этом обрабатываемая деталь может закрепляться в центрах, патроне или на шпиндельной оправке.

Все лимбовые делительные головки, которые наиболее распространены в промышленности, построены по одной кинематической схеме (рис.7) и имеют одинаковую характеристику N = 40.

Характеристика головки – это число полных оборотов рукоятки 2, необходимое для поворота шпинделя на один полный оборот. Делителъная головка оснащается одним или несколькими делительными дисками 4, на одном или двух сторонах (торцах) которых по концентрическим окружностям расположены отверстия под плунжерный фиксатор 3. Кроме того, в комплект головки входит набор сменных колес и два приклона, которые служат для установки гитар при дифференциальном методе деления и фрезеровании винтовых канавок.

В данной лабораторной работе используется универсальная делительная головка модели ИД2 Д–250, имеющая следующие основные параметры:

наибольший диаметр устанавливаемой детали, мм – 250;

угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости,…º:

вниз от линии центров …...………………. – не менее 5;

вверх от линии центров ………………….. – не менее 95;

конус шпинделя ………………………………….. – Морзе № 4;

число отверстий делительного диска:

на одной стороне – 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31;

на другой стороне – 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54;

цена деления лимба непосредственного деления, … 0 – 15;

набор сменных зубчатых колес: 25, 30, 35, 40, 50, 50, 55, 60, 60, 70, 75, 80, 90, 100.

Эта делительная головка допускает настройку на непосредственное, простое и дифференциальное деление и позволяет фрезеровать винтовые канавки на универсально – фрезерных станках.

Методы настройки делительной головки

Непосредственный метод позволяет разделить окружность на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части. При этом червяк z 3 рукояткой 8 (рис.8) выводится из зацепления с колесом и шпиндель поворачивается вручную. Фиксируется шпиндель в необходимом положении подпружиненным стопором 9, входящим в одно из 24 отверстий, имеющихся на торце планшайбы шпинделя 6.

Простое деление. Способ простого деления применяется при делении окружности на число частей от 2 до 50 и на некоторые числа свыше этого интервала.

При простом делении червячная передача включена и шпиндель может поворачиваться только от рукоятки 2 через цилиндрическую пару зубчатых колес z 1, z 2 и червячную передачу z 3 , z 4 . Величина поворота шпинделя в этом случае определяется углом поворота рукоятки 2 относительно неподвижного делительного диска 4 и зависит от передаточного отношения передач между валом рукоятки и шпинделем:

где – величина (угол) поворота вала рукоятки;
– передаточное отношение кинематической цепи: вал – рукоятки – шпиндель.

При делении окружности на z частей шпиндель необходимо поворачивать на
оборота. Тогда уравнение (10) примет вид:

.

Решив его относительно , получим формулу настройки при простом методе деления:

При делении рукоятка поворачивается относительно делительного диска и стопорится с помощью фиксатора в одном из его отверстий, следовательно, величина поворота рукоятки может принимать только строго определенные, выраженные простой дробью значения. Рекомендуется следующий порядок расчета . Поставив числовое значение в формулу (11), проводят сокращение полученной дроби, а затем, умножая числитель и знаменатель на одно и то же целое число, преобразуют дробь таким образом, чтобы в знаменателе получилось число, равное числу отверстий на одной из окружностей делительного диска. Числитель этой дроби равен числу промежутков между отверстиями, на которое необходимо поворачивать рукоятку, а знаменатель полному числу отверстий (промежутков) на окружности, по которой следует вести отсчет.

Например: требуется произвести деление на 18 частей. Подставив Z = 18 в формулу (11) и произведя преобразования, получим:

Число показывает, что для поворота шпинделя на оборота рукоятку необходимо повернуть на два полных оборота и еще на 12 промежутков по окружности с 54 отверстиями.

Наладка делительной головки при простом методе сводится к установке фиксатора 3 напротив окружности с необходимым числом отверстий и к установке линеек раздвижного сектора, который значительно упрощает процедуру повторного отсчета числа интервалов. Линейки сектора разводятся так, чтобы между ними находилось число интервалов, равное числителю дроби (11) после выделения из нее целой части.

Дифференциальный метод. Дифференциальный метод деления заключается в том, что во время поворота рукоятки 2 делительный диск 4 также получает вращение от шпинделя через гитару сменных колес . Таким образом, абсолютная величина поворота рукоятки слагается из поворота рукоятки относительно делительного диска и из величины поворота самого диска. Причем, если величина поворота рукоятки относительно делительного диска может иметь строго определенные значения, зависящие от числа отверстий на окружностях диска (см.метод простого деления), то величина поворота диска зависит еще от передаточного отношения гитары:

где – величина поворота рукоятки относительно делительного диска;

- величина поворота делительного диска относительно корпуса головки.

Поворот делительного диска равен

Совместное решение уравнений (15) и (16) относительно дает формулу настройки цепи гитары делительного диска при дифференциальном методе деления

Эта формула позволяет рассчитать передаточное отношение цепи вращения делительного диска для любых значений и. Причем, задавая различные значения, можно получить несколько вариантов настройки при одной и той же заданной величине поворота шпинделя. Чтобы устранить эту неоднозначность, величину поворота рукоятки относительно делительного диска задают соотношением:

В качестве вспомогательного числа x выбирают ближайшее к заданному числу z, но такое, чтобы для этого числа было бы возможно простое деление и передаточное отношение, рассчитанное по формуле (19), можно было бы реализовать с помощью имеющихся в комплекте делительной головки сменных колес. Этим требованиям обычно удовлетворяют числа, кратные десяти.

Для облегчения подборки сменных колес рекомендуется числитель и знаменатель передаточного отношения представить в виде произведения простых сомножителей, а затем умножением на целые числа преобразовав; таким образом, чтобы в числителе и знаменателе стояли числа, равные числам зубьев сменных колес.

Например: требуется произвести деление на 109 частей. В качестве вспомогательного числа x выбираем ближайшее, кратное десяти:

х = 110.

По формуле (19) определяем передаточное отношение гитары

Величину поворота рукоятки с фиксатором относительно делительного диска определяем, как и для метода простого деления; по формуле (18)

Следовательно, фиксатор должен быть установлен над окружностью с тридцатью тремя отверстиями и при делении поворачиваться рукояткой на двенадцать промежутков.

При фрезеровании винтовых поверхностей или косозубых цилиндрических колес, заготовке необходимо сообщить одновременно два движения – перемещение вдоль оси и согласованное с ним вращение. Для этого делительная головка присоединяется через гитару сменных колес к винту продольной подачи стола фрезерного станка и, следовательно, при перемещении стола её шпиндель получает принудительное вращение (рис.10). Если требуется получить винтовую поверхность с шагом Т мм, то при перемещении стола на эту величину шпиндель делительной головки должен сделать ровно один оборот. Перемещение стола на величину Т соответствует числу оборотов ходового винта, равному:

где – передаточное отношение всех постоянных передач между ходовым винтом и шпинделем;

–передаточное отношение гитары сменных колес.

Для делительной головки модели УД2 Д–250 устанавливается две гитары: малая гитара на ходовой винт станка, большая – на цилиндрический хвостовик головки. Причем передаточное отношение

Правильный профиль спиральных канавок можно получить только в том случае, если плоскость вращения фрезы совпадает с направлением спиральной линии. Для этого стол фрезерного станка должен быть повернут на угол, равный углу наклона спиральной канавки, который определяется из соотношения:

где φ – угол наклона спиральной канавки;

D – диаметр обрабатываемой детали, мм.

При настройке головки для фрезерования винтовых поверхностей делительный диск следует освободить, отодвинув стопор 5 (рис.8).

Порядок выполнения работы

Изучить кинематическую схему и познакомиться с конструкцией универсальной делительной головки.

В соответствии с заданием выбрать методы деления и выполнить все необходимые кинематические расчеты (приложение 4).

Настроить головку на простой метод деления. Для этого необходимо:

– установить делительный диск требуемым торцом наружу и закрепить его стопором;

– закрепить фиксатор на окружности с расчетным числом отверстий;

– установить на необходимый угол линейки раздвижного сектора.

Провести последовательно 10–12 операций деления, замеряя каждый раз фактический угол поворота шпинделя с помощью оптической делительной головки. При этом (для уменьшения влияния зазоров в передачах на точность деления) фиксатор должен подводиться к последнему отверстию всегда с одной стороны.

Настроить головку на дифференциальный метод деления в следующей последовательности:

– на основании кинематических расчетов подобрать и установить на головке зубчатые колеса гитары;

– установить делительный диск, фиксатор и линейки раздвижного сектора;

– стопор делительного диска отключить.

Замерить фактические углы поворота шпинделя для 10–12 последовательных операций деления.

Сравнить результаты измерений с теоретическими значениями углов поворота. Определить средние и максимальные погрешности деления для обоих методов.

Оформить отчет по лабораторной работе.

Название работы.

Цель работы.

Кинематическая схема универсальной делительной головки.

Кинематические расчеты по настройке делительной головки в соответствии с выданным заданием.

Сравнение результатов измерений с теоретическими значениями.

На рис. 197, а показана универсальная делительная головка. Универсальная делительная головка может служить:
а) для установки оси обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка (горизонтально, вертикально, наклонно);

б) для периодического поворота заготовки вокруг ее оси на определенные углы (деление на равные и неравные части);
в) для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок (спиралей).
Все типы универсальных делительных головок независимо от их конструкции имеют червячную передачу, при помощи которой поворачивается шпиндель головки. В переднем конце шпинделя имеется коническое гнездо, в которое может быть вставлен передний центр 2 . В этом случае на центр надевают поводок 3 , который служит для захвата обрабатываемой заготовки. Снаружи передний конец шпинделя снабжен резьбой, на которую может быть навинчен трехкулачковый патрон.
Колодка 5 делительной головки, несущая шпиндель, может быть повернута вокруг корпуса 6 на любой угол в пределах от 0 до 10° вниз и от 0 до 100° вверх по градусной шкале на колодке и закреплена в выбранном положении. На рис. 197, б показано, как производится освобождение болтов поворотной колодки, расположенных с правой стороны делительной головки.
Для отсчета угла поворота шпинделя головки, т. е. для деления, служат делительные диски.
Лобовой делительный диск 1 насажен на шпиндель головки, угол его поворота соответствует углу поворота шпинделя. Лобовым делительным диском универсальной делительной головки можно пользоваться для непосредственного деления подобно делительным головкам, показанным на рис. 193- 196.
Универсальная делительная головка УДГ-100 имеет 24 отверстия на лобовом диске и позволяет производить деление на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части; универсальная делительная головка УД Г-160 имеет лобовой диск с тремя рядами отверстий (24, 30 и 36 отверстий) и позволяет производить деление на 2, 3, 4, 5,.6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.
Универсальные делительные головки УДГ-100, УДГ-135 и УДГ-160 изготовляет Ленинградский завод делительных головок. Буквы УДГ обозначают-универсальная делительная головка, а цифры 100, 135 и 160 - высота Н центров головки (рис. 197).
Число промежутков между отверстиями выбранного делительного круга (так сокращенно будем впредь называть выбранный ряд отверстий на делительном диске), пропускаемых при повороте Шпинделя головки, рассчитывается по формуле:

где а - число отверстий выбранного круга лобового диска;
z - заданное число делений.
Пример 8 . На сколько промежутков между отверстиями делительного круга с 36 отверстиями следует повернуть шпиндель головки при фрезеровании шести граней?
По формуле (6):

Универсальная делительная головка УДГ-135 имеет лобовой диск, градуированный на 360°, с ценой деления 1°,
Для этой головки, если задан центральный угол α (рис. 198, а) между осями фрезеруемых или проверяемых граней или канавок, то угол поворота шпинделя равен α.

Если задан угол β между плоскостями АВ и ВС (рис. 198 б), то угол поворота шпинделя головки α определяется по формуле α = 180°- β.
Если задано число делений z , приходящееся на полный оборот детали, то угол поворота шпинделя головки для каждого деления определяют по формуле:

При каждом следующем повороте шпинделя и отсчете, соответствующем положению шпинделя до поворота, следует прибавлять величину α.
На Делительные головки УДГ-100 и УДГ-160, начиная с 1958 г., ставят лобовой делительный диск, градуированный на 360°, подобно головке УДГ-135.
Пример 9 . Требуется профрезеровать в заготовке 4 грани на делительной головке УДГ-135. Определить положение шпинделя при фрезеровании каждой грани.
По формуле (7):

Если положение граней не связано с какими-либо поверхностями обрабатываемой заготовки, то при фрезеровании первой грани следует установить шпиндель головки на нулевое деление лобового диска. Отсчеты должны быть такими;
при фрезеровании 1-й грани0°;
при фрезеровании 2-й грани0°+90°=90°;
при фрезеровании 3-й грани90°+90°=180°;
при фрезеровании 4-й грани180°+90°=270°.
Проверка: 270°+90°= 360°.
Боковой делительный диск 7 (см. рис. 197) имеет несколько концентрических окружностей (кругов) с отверстиями.
Головки УДГ-135 и УДГ-160 имеют один делительный диск, у которого с обеих сторон расположено по одиннадцати кругов с несквозными отверстиями. С одной стороны диска расположены круги, имеющие 24, 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42 и 43 отверстия, с другой стороны - 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66 отверстий. При работе с головкой этого типа необходимо пользоваться то одной, то другой стороной диска, для чего его снимают с валика и закрепляют нужной стороной.
Головка УДГ-100 имеет два делительных диска с несквозными отверстиями. У первого диска с одной стороны расположены круги, имеющие 24, 25, 28, 30, 34 и 37 отверстий, с другой стороны - 38, 39, 41, 42 и 43 отверстия. У второго диска соответственно: 46, 47, 49, 51, 53 и 54 отверстия и 57, 58, 59, 62 и 66 отверстий.
С 1958 г. на все делительные головки Ленинградского завода ставятся диски со следующими рядами отверстий: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31 на одной стороне и 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 и 54 на другой стороне.
Делительные диски, прилагаемые к делительным головкам УДГ-100, УДГ-135 и УДГ-160, допускают деление на все части от 2 до 60, от 60 до 120 - только на все четные и кратные 5, свыше же 120 и до 400 - только на некоторые числа.
Рукоятка 8 (.см. рис. 197) имеет запорный штифт (защелку), входящий в отверстие делительного диска. Для установки штифта против требуемого ряда отверстий головка может быть переставлена по прорези и закреплена в нужном положении гайкой 9 .
К нижней плоскости основной плиты делительной головки привинчены шпонки, входящие в паз стола станка. Эти так называемые фиксирующие сухари устанавливают положение делительной головки строго параллельно пазам стола и перпендикулярно шпинделю станка.
Центр 12 (см. рис. 197) задней бабки можно перемещать в продольном направлении для закрепления заготовок. Колодка 11 , несущая задний центр, допускает установку в вертикальном направлении, а также под различными углами к горизонтали.
Нижняя плоскость основания задней бабки также имеет фиксирующие сухари, соответствующие размерам паза стола фрезерного станка, подобно делительной головке.
При фрезеровании длинных тонких валиков во избежание прогиба их подпирают домкратиком 10 .
Принцип деления при помощи боковых делительных дисков понятен из рис. 199, где схематически показаны"шпиндель универсальной делительной головки с надетым червячным колесом и вал делительного диска с червяком, сцепляющимся с червячным колесом. При вращении рукоятки вокруг неподвижного делительного диска вращается вал с червяком, который через червячное колесо вращает шпиндель делительной головки.

Так как в отечественных универсальных делительных головках червячное колесо имеет 40 зубьев, а червяк однозаходный, то для одного полного оборота шпинделя делительной головки надо рукоятке (червяку) сообщить 40 оборотов.
Метод деления, когда отсчет производится по неподвижному делительному диску, а деление происходит при помощи рукоятки, связанной со шпинделем делительной головки через червячную передачу, называют простым делением .

Правила простого деления

Число оборотов рукоятки, которое необходимо произвести, чтобы шпиндель делительной головки повернулся на один оборот называется характеристикой делительной головки. Головки УДГ-135 и УДГ-160 имеют характеристику, равную 40. Существуют головки, имеющие характеристику 30 или 60. Характеристика делительной головки обозначается буквой N .
Для полного оборота червячного колеса и связанного с ним шпинделя делительной головки (рис. 199 и 200) надо сделать рукояткой 40 оборотов; для полоборота, т. е. для деления окружности на две части, надо сделать 20 оборотов; для 1/4 оборота, т. е. для деления на четыре части,- 10 оборотов и т. д.

В виде формулы это выражается так:

где n - число оборотов рукоятки;
N - характеристика делительной головки;
z - число делений фрезеруемой заголовки.
Подставляя вместо N обычную характеристику делительной головки, равную 40, получим:

Формулой (86) обычно пользуются при простом делении для определения количества оборотов рукоятки делительной головки.
Для облегчения отсчета по делительному диску необходимого количества отверстий имеется подвижной сектор (см. рис. 199), состоящий из двух раздвижных ножек и винта, скрепляющего их.

Приспособление для закрепления заготовок, фрезеруемых в делительных головках

Заготовки, фрезеруемые при помощи делительных головок, могут быть в зависимости от их конструкции закреплены одним из следующих способов:
а) в центрах делительной головки и задней бабки;
б) на оправках, устанавливаемых в центрах делительной головки и задней бабки;
в) на оправках, устанавливаемых в коническом гнезде шпинделя делительной головки;
г) в трехкулачковом патроне, навернутом на резьбовой конец шпинделя делительной головки.
Длинные заготовки типа валиков устанавливаются в центрах делительной головки и задней бабки при помощи центровых гнезд, имеющихся с обоих торцов заготовки.
Заготовки типа дисков и втулок надеваются на оправки, которые устанавливаются в центрах делительной головки и задней бабки, или на оправки, устанавливаемые в коническое гнездо шпинделя делительной головки.
На рис. 201 показаны оправки, применяемые для закрепления заготовок при обработке их с помощью делительной головки.
На рис. 201, а показана оправка, представляющая гладкий валик, средняя часть которого выполнена с небольшим конусом.

Заготовка, насаженная на такую оправку, удерживается на ней только трением. Валик имеет с обеих сторон центровые отверстия, которыми он устанавливается между центрами делительной головки и задней бабки. При установке оправки с надетой на нее заготовкой надо располагать ее между центрами так, чтобы уширенная часть конуса была обращена к делительной головке. В противном случае усилие резания будет ослаблять посадку заготовки на оправке.
Оправка, показанная на рис. 201, б, имеет заплечик 1 , шпоночную канавку 2 и гайку 4 . Заготовка надевается а гладкую часть оправки, обозначенную цифрой 3 и выполненную по скользящей посадке, и закрепляется на ней гайкой 4 . В случае очень больших усилий, возникающих при фрезеровании, заготовка может быть поставлена на шпонке.
Оправка, показанная на рис. 201, в, служит для закрепления заготовок, при фрезеровании которых не применяется задний центр. Эта оправка вставляется коническим хвостовиком 5 в коническое гнездо шпинделя делительной головки (вместо центра) и затягивается специальным винтом - затяжкой 1 (рис. 202, а).

Заготовки закрепляются на цилиндрической части 6 оправки (рис. 201, в) так же, как и на оправке, показанной на рис. 201, б.
На рис. 202 показаны приспособления, применяемые при установке заготовок в делительной головке.
Центр 3 с поводком 4 (рис. 202, а) вставляется хвостовиком 2 в гнездо шпинделя делительной головки. Поводок 4 показан отдельно на рис. 202, б.
Винт- затяжка 1 для центра или конической оправки (рис, 202, а) вставляется в задний конец шпинделя головки и нарезанным концом ввинчивается в хвостовик центра оправки.
Хомутик , надеваемый на заготовку или оправку, показан нз рис. 202, в. Его загнутый конец 7 входит в паз поводка и закрепляется в нем прижимными болтами 5 (рис. 202, б). Болтом 6 хомутик закрепляется на заготовке.
Часто для закрепления обрабатываемой заготовки применяют трехкулачковый патрон (рис. 202, г), который навертывают на передний конец шпинделя делительной головки. Для зажима заготовки торцовым ключом через маленькое коническое зубчатое колесо 8 вращают большое коническое зубчатое колесо 10 .
Так как на обратной стороне колеса 10 имеется поперечная спиральная нарезка 9 , по которой передвигаются три кулачка 11 , имеющие соответствующую спиральную резьбу, то при вращении ключом в том или ином.направлении кулачки либо сходятся к центру патрона, либо расходятся от центра, т. е. зажимают или освобождают заготовку.
Домкратик (рис. 203, а) состоит из корпуса 2 , винта 4 с призматической головкой, гайки 3 , с помощью которой осуществляется вертикальное перемещение винта, и стопорного винта 5 с рукояткой 1 . Стопорный винт, входя концом в паз винта 4 , удерживает его от провертывания при установке по высоте. На рис, 203, б показан пример применения домкратика.

Оптические делительные головки

Для точных угловых делений заготовок при их обработке и для проверки точности различного рода угловых деталей широкое применение получили оптические делительные головки.
Общий вид и схематический разрез оптической головки ОДГ-60 производства Новосибирского совета народного хозяйства показаны на рис. 204, а и б. Стеклянная круговая шкала 5 с ценой деления 1° жестко укреплена на червячном колесе 6 , надетом на шпиндель 9 головки, вращающейся в двух подшипниках 8 и 11 . Червячное колесо 6 приводится во вращение червяком 10 , связанным с маховичком 1 . Червячное колесо 6 может быть застопорено в любом положении рукояткой 4 , связанной с прижимной шайбой 7 . Червяк 10 и червячное колесо 6 служат только для поворота шпинделя, и погрешности их не оказывают влияния на точность работы головки. Углы поворота отсчитывают по круговой шкале 5 с помощью отсчетного микроскопа 2 , окуляр которого помещен вне корпуса головки. В поле зрения окуляра помещена шкала, разделенная на 60 частей, с ценой деления 1" (рис. 204, в). Эти деления видны в окуляр настолько крупными, что при некотором навыке по ним можно отсчитывать четверти минуты. Круговая шкала освещается лампочкой через призму 3 , помещенную вне корпуса головки. Высота центров Н = 130 мм .

Если задан центральный угол α между осями фрезеруемых канавок, то угол поворота шпинделя головки равен α.
Если задано число делений, приходящихся на полный оборот заготовки, то угол поворота шпинделя головки определяется по формуле (7):

где α - угол поворота шпинделя головки в градусах;
z - заданное число делений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. На каких приспособлениях производят деление окружности на части?
2. В чем заключается метод непосредственного деления? Как производят деление на 2, 3, 4, 6, 8, 12 частей методом непосредственного деления?
3. В чем заключается метод простого деления? Как производят деление на 2, 4, 8, 10, 20 частей методом простого деления?
4. Что называется характеристикой делительной головки?
5. Напишите формулу простого деления.
6. Как или какими способами можно закрепить обрабатываемую заготовку, в делительном приспособлении или делительной головке? Какие приспособления нужны для этого?